Каменный дракон
Шрифт:
Обычно считается, что если произошел оползень или обвал, то склон приобретает более устойчивое положение. Коварство сейсмогравитационных обвалов и оползней заключается в том, что они могут многократно повторяться в одном и том же месте, ибо землетрясение не только сбрасывает неустойчивые массы пород, но и готовит склоны к новым обрушениям.
Существует много методов прогноза обвально-оползневой опасности. Они обобщены в сводках последних лет, [22] в которых, в частности, указывается, что инженерно-геологической основой такого прогноза регионального масштаба являются карты районирования территории по условиям развития и интенсивности проявления экзогенных геологических процессов, в том числе обвально-оползневых. Для локальных участков составляются так называемые карты геодинамического (оползневого) потенциала, дающие
22
См.: Гулакян К. А., Кюнтцель В. В., Постоев Г. П. Прогнозирование оползневых процессов. М., 1977; Изучение режима оползневых процессов. М., 1979.
Практически нет никаких рекомендаций для составления карт обвально-оползневой опасности с учетом сейсмического воздействия и в последней работе зарубежных исследователей. [23] Это и понятно. Слишком велик объем информации, которую надо иметь, чтобы прогнозировать сейсмогравитационные склоновые смещения. Помимо обычных критериев оползневой опасности, объединенных в понятии «геодинамический потенциал» и сохраняющих силу и при прогнозе сейсмогравитационных обвалов и оползней, необходимо учитывать и сейсмические факторы, влияющие на устойчивость склонов: силу и частоту сейсмических колебаний, глубину очагов землетрясений, углы подхода сейсмических волн, уровень сейсмической активности и ряд других.
23
См.: Рейтер Ф., Кленгель К., Пашек Я. Инженерная геология. М., 1983.
Во многих случаях эти показатели остаются неизвестными, поскольку организация таких наблюдений требует времени и немалых средств.
Попытку составления прогнозной схемы оползневой опасности в сейсмичном районе на инженерно-геологической основе мы предприняли (вместе с П. Я. Зеленковым) для верхней части долины р. Ингури. В ходе исследований по оценке сейсмической опасности этого района было найдено несколько эпицентральных зон сильных (9—10-балльных) землетрясений, при которых возникли отдельные оползни и огромные обвально-оползневые поля длиной до 7 км, включающие до 100 млн. м3 смещенных грунтов. С учетом этих данных по геолого-геофизическим и сейсмологическим критериям были выделены области, где подобные землетрясения возможны в будущем. На обследованной территории такие области занимали узкие, шириной до нескольких километров, полосы, вытянутые вдоль зон тектонически активных разломов, в том числе Главного Кавказского надвига и молодых разрывов. За пределами этих зон следует ожидать снижения силы землетрясений до 9, а на некоторых участках — и до 8 баллов. Для Верхней Сванетии, в территорию которой входит рассматриваемый район, с ее резкорасчлененным альпийского типа рельефом такое подразделение площади по степени ожидаемого сейсмического воздействия имело первостепенное значение. Ибо очевидно, что при сходной природной обстановке склоновые смещения более вероятны там, где будет сильнее сейсмическое сотрясение. Затем тщательно изучались условия формирования обнаруженных сейсмогравитационных обвалов и оползней. Это позволило наметить некоторые общие закономерности их проявления в зависимости от пород, геолого-тектонического строения склонов, углов их наклона и иных геоморфологических особенностей.
Для конкретизации наметившихся принципов деления территории по степени сеисмогравитационнои опасности были проанализированы условия возникновения и других известных обвалов и оползней на большей части южного склона Большого Кавказа, охарактеризованных в части I, многие из которых могли быть также вызваны землетрясениями.
Подобную работу ранее выполнили Г. М. Арешидзе, Э. А. Джавахишвили и М. Г. Кванчахадзе.
Расскажем об основных принципах построения прогнозной схемы.
Все отмеченные выше (ч. I) обвалы и оползни Большого Кавказа были разделены на группы, различающиеся по литологии пород, геологическому строению склонов и крутизне их наклона. Количество происшедших в той или иной природной обстановке обвалов и оползней характеризовало возможную степень обвально-оползневой опасности аналогичной ситуации там, где такие склоновые смещения пока не происходили, но возможны в будущем, в том числе при землетрясениях.
Чем больше было зарегистрировано крупных склоновых смещений в конкретной геологической ситуации, тем выше был уровень присущей ей ожидаемой сейсмогравитационной опасности.
Все слагающие район породы по механической прочности и стойкости к обвально-оползневым смещениям подразделены на четыре группы, перечисляемые в порядке увеличения вероятности возникновения обвалов и оползней.
К первой группе отнесен комплекс осадочно-метаморфических, вулканогенных и интрузивных образований палеозоя и мезозоя. По данным Г. М. Арешидзе, коэффициент оползневой пораженности для этих пород меньше 0,1. Тем не менее в них, особенно в зонах надвигов, могут формироваться оползни размером 2x3 км и объемом до 180 млн. м3 (район с. Самицо). Мощность коры выветривания на этих породах составляет 8—15 м.
Во вторую группу входят нижнеюрские аспидные и глинистые сланцы с редкими прослоями песчаников и кварцитов. Мощность коры выветривания достигает здесь 25–30 м.
К третьей группе относятся сланцы, мергели и мергелистые известняки верхней и частично средней юры. Коэффициент оползневой пораженности для этих пород составляет 0,6–0,7. Мощность коры выветривания достигает 10–12 м.
В четвертую группу объединены рыхлые, слабосцементированные четвертичные отложения (флювиогляциальные, аллювиальные, делювиальные), отличающиеся очень малой механической прочностью и большой подвижностью под действием сил гравитации при определенных условиях (насыщенность грунтовыми водами, залегание на наклонных поверхностях и т. п.).
Большое значение при прогнозе обвально-оползневой опасности имеет расчлененность рельефа, крутизна склонов долин и хребтов. Чем круче склон, тем больше при прочих равных условиях вероятность возникновения лавин, обвалов и оползней. Поэтому нами принята следующая градация склонов по углам наклона земной поверхности.
1. Угол наклона менее 15°. На таких участках возможность возникновения сейсмогравитационных оползней и обвалов минимальна, за исключением зон вспарывания тектонических швов при землетрясениях.
2. Угол наклона более 15°, но менее 45°. Вероятность сейсмогравитационных смещений на таких участках значительно увеличивается, что наблюдалось нами при обследовании крупных склоновых смещений, вызванных древними землетрясениями в бассейне р. Ингури, а также в эпицентральной зоне Чхалтинского 9-балльного землетрясения 16 июля 1963 г.
3. Угол наклона более 45°. Опасность сейсмогравитационных смещений на таких склонах резко возрастает.
Особенности геологического строения склонов, и в первую очередь их взаимоотношение с элементами залегания пород, существенно влияют на характер склоновых смещений. Согласное падение пород и поверхности склона облегчает их образование. Подобные примеры описаны Г. М. Арешидзе для Рачи и Окрибы (оползень у с. Хирхониси в верховьях р. Гунгулы и ряде других районов), а также наблюдались нами на склонах Лечхумского хребта. В то же время падение пород в глубь склона препятствует формированию скальных обвалов и оползней.
Сейсмогравитационным смещениям способствует насыщенность склонов разрывными нарушениями. Породы в зонах разломов, как правило, интенсивно перемяты, раздроблены. По наблюдениям В. П. Солоненко, за счет проникновения поверхностных вод в тектонические трещины создается гидростатическое давление, достигающее подчас нескольких тонн на квадратный метр.
С учетом перечисленных геоморфологических и структурно-геологических особенностей нами составлена схема районирования части территории Сванетии по степени опасности возможных сейсмогравитационных склоновых смещений.